鋁塑膜：鋰電材料國產化“最后的高地”

據封裝形式的不同，鋰離子電池可分為3類：采用不銹鋼材料封裝的圓柱形鋰電池，采用鋁合金材料封裝的方形鋰電池和采用鋁塑復合膜封裝的軟封裝鋰電池。

軟包電池結構（來源：鄧可，《鋰離子電池軟包裝鋁塑復合膜綜述》）

軟封裝鋰電池由于其形狀和尺寸具有靈活性，可以滿足更高的能量密度要求，適應電池“更薄”和“更小”的發展趨勢。近年來，中國3C市場火熱，新能源汽車市場方興未艾，強勁的下游需求帶動了鋰電池產銷量的持續增加，尤其是軟封裝鋰電池需求的持續增加，作為軟封裝鋰電池包裝材料的鋁塑復合膜開始受到人們越來越多的關注。這給國內鋁塑膜企業提供了巨大的發展機會，相應的技術研發也成呈現蓬勃發展的態勢。

鋁塑膜結構組成

鋁塑膜軟包裝可分為三層，層與層之間通過粘合劑進行結合。

鋁塑膜結構（來源：陳偉等，《軟封裝鋰電池鋁塑膜成形性能研究進展》）

內層-多功能層（厚度40μm～80μm）

內層是針對鋰離子電池中電解液設計的，在化學穩定性方面具有比較好的作用。作為穩定的復合層和熱封層，采用較多的是聚丙烯、聚乙烯、乙烯丙烯酸共聚物、聚丙烯或者離子交聯聚合物樹脂等薄膜材料，可提高包裝材料的耐電解液性能，保證最終電池的性能，使用壽命更長。

中間層-阻隔層（厚度35μm～40μm）

中間層鋁箔為阻隔層，主要作用為阻隔水分進入電池內部和電解液從內部滲出，需要具備良好的阻隔性能、冷沖壓成形性能及雙面復合性能。

外層-保護層（厚度15μm～25μm）

外層之所以被稱為保護層，是因為使用的外層材料具有很好地耐熱性（溫度為160℃±15℃）、耐磨性、防穿刺性和抗折彎性，因此對阻隔層具有很好的保護作用。另外對冷沖壓成型性和印刷性也有一定的要求。考慮到外層材料的成本問題，通常我們會選用聚酯和尼龍有色金屬加工薄膜材料。

鋁塑膜生產工藝

在生產中，鋁塑膜主要采用的工藝分為干法和熱法。干法工藝是將鋁和聚丙烯用粘合劑進行粘結，然后在干壓的狀態下合成；熱法工藝是用聚丙烯多孔發泡材料將鋁和聚丙烯粘結，在經過緩慢升溫升壓，熱壓的狀態下合成。

干法工藝路線（來源：陳偉等，《軟封裝鋰電池鋁塑膜成形性能研究進展》）

干法鋁塑膜主要優點是深沖成型性能好、抗短路性能優、表面缺陷少，且制造速度快，程序簡單，成本低。但其剝離力小，耐電解液和抗水性等性能需要加入特殊膠粘劑得以保證。

熱法工藝路線（來源：陳偉等，《軟封裝鋰電池鋁塑膜成形性能研究進展》）

熱法工藝生產的鋁塑膜，其鋁層與聚丙烯層之間的結合力大，防止電解質溶脹和內表面層脫落的能力得到提高。但是，這種特殊處理的粘結劑需要經過較高的溫度將其熔化才能起到粘結作用。由于各材料收縮系數的差異，冷卻過程中容易出現向內卷曲的現象，外觀和裁切性能較差。此外，加熱使材料脆化，其深沖成型性能差，抗短路性能差，且制備工藝相對復雜。

綜上，干法復合工藝在制備鋁塑膜過程中更為常見，應用也更加廣泛，如手機電池等需求高能量重度的電池上，電動車等大倍率、高容量的動力電池上；熱法復合一般只應用于對電池容量要求不高的3C等領域。

鋁塑膜競爭市場

鋰電池用鋁塑復合膜技術壁壘非常高，國內企業在鋁塑膜上游尼龍、CPP、壓延鋁箔、粘結劑等原材料端就被“卡脖子”自給不足，即便近年高端尼龍技術已被突破，但成本端較高的CPP、鋁箔仍然依賴進口，而這正是國內市場被國外企業長期占據的關鍵原因。目前國產鋁塑膜主要應用于中低端3C消費電子領域，高端3C消費電子鋁塑膜和動力軟包電池鋁塑膜所用的原材料仍然由國外企業提供，高端產品依賴進口程度較高。大日本印刷、昭和電工、栗樹化學等日韓企業，占據了全球70%以上的市場份額，已在全世界形成生產和技術壟斷。

新能源汽車的發展將成為鋁塑膜產業景氣度提升的重要推動力，鋁塑膜國產替代空間巨大。其中一個原因是日韓企業現有鋁塑膜產能有限，且擴產速度慢，產能釋放跟不上全球軟包行業的迅猛發展；同時，日韓企業與國內客戶的配合度低，國產廠家相較之下配合度更高，在供應鏈安全性上具有優勢。

目前，越來越多的國內企業開始著手布局鋁塑膜行業，逐漸在鋁塑膜技術上取得進展與突破。據了解，紫江企業、新綸新材、道明光學等已公告通過動力類客戶認證，明冠新材、璞泰來、華正新材多家企業正在驗證過程中，而在巨大的降本壓力下，軟包電池廠商開始嘗試具備較大價格優勢的國產鋁塑膜產品。高工產研鋰電研究所（GGII）調研數據顯示，2022年中國鋰電池用鋁塑膜需求量有望超2億平米，同比增長將超40%；同時鋁塑膜國產化率在逐步上升，2022年，我國國產化率有望超過60%，而在2020年我國鋁塑膜國產化率不足30%。

參考資料：

1、陳偉等，《軟封裝鋰電池鋁塑膜成形性能研究進展》

2、鄧可，《鋰離子電池軟包裝鋁塑復合膜綜述》

3、上海證券報，《鋰電軟包催熱鋁塑膜市場上市公司紛紛擴產抓機遇》

4、財聯社，《鋰電材料國產化“最后的高地”？鋁塑膜國產化率將達60%動力領域成爭奪“重地”》

5、GGII，《2022年鋁塑膜國產化率或超60%》

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